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Einrichtung zum Kühlen von Verbrennungskraftmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf Vebrennungskraftmaschinen, die mit der sogenannten Thermo-Siphon-Kühlung ausgerüstet sind. Die Auslassventile sind in dicht an den Zylindern gebrachten Taschen angeordnet, während die Einlassventile in umgekehrter Anordnung in dem lösbaren Zylinderkopf unmittelbar über den Zylindern vorgesehen sind. Das Wesen der Erfindung besteht in der Anordung eines Wassermantels für die Maschine derart, dass die oben erwähnten Teile bei gleichmässigem Wasserdurchfluss durch die einzelnen Kühlräume gleichmässig gekühlt werden.
Bekannte Kühlsysteme weisen den Nachteil auf. dass das Wasser zum Sieden gelangt, und der dadurch erzeugte Dampf sich in verschiedenen Teilen des Kühlsystems ansammelt, bis ein Druck entsteht, der stark genug ist, den Widerstand des durchströmenden Wassers zu überwinden, so dass der Dampf und das Wasser ungestüm nach aussen abgeführt werden.
Dies hat einen ungleichmässigen Durchfluss des Wassers durch das Kühlsystem zur Folge, der sich in der unvollkommenen und ungenügenden Kühlung bestimmter Teile der Maschine äussert und eine allzufrühe Zündung sowie Sieden des Wassers herbeiführt, wodurch ein Wasserverlust in dem Kühlsystem entsteht.
Diese Nachteile werden in der Maschine-gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, dass die Kühlflüssigkeit zuerst mit den kühleren Teilen der Maschine in Berührung gebracht und von dort aus den erhitzteren Teilen zugeführt wird. Hierbei ordnet man die Teile, durch welche die Kühlflüssigkeit schliesslich auf ihrem Wege zum Auslasskanal fliesst, unmittelbar über den meist erhitzten Teilen des Zylindermantels an, so dass die Kühlflüssigkeit. wenn auf ihre Höchsttemperatur erwärmt, nach aufwärts steigt und in den Auslasskanal entweicht.
Der Raum über dem Auspuffventil weist die höchste Heiztemperatur auf. Aus diesem Grunde sind daher die zu dem Wasserauslasskanal führenden Öffnungen in der Nähe der Auspuffventile angeordnet, so dass das Kühlmittel um die Zündkerze und die Einlassventile herum geleitet wird, bevor es zu den. Auspuffventilen gelangt. Auf diese Weise fliesst die
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ein Ansammeln des Dampfes über dem Atispuffventil und somit das ungestüme Ausströmen des Wassers vermieden.
In den Zeichnungen veranschaulicht Fig. i einen Querschnitt des Zylinders mit lösbarem Zylinderkopf und Wasserauslasskanal einer Verbrennungsmaschine gemäss der Erfindung nach der Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2 - : 2 der Fig. i, Fig. g eine teils im Schnitt gehaltene Draufsicht.
In den Zeichnungen ist A der Zylinder, B der lösbare Zylinderkopf, C der Wasserauslasskanal und D die Wasserzuleitung. Jeder der vorhandenen Zylinder 10, 11, 12 und 13 ist mit einer Verbrennungskammer 14 ausgestattet. In jeder Verbrennungskammer 14 ist ein Auspuffventil 15 angeordnet. Jede Verbrennungskammer steht durch einen Kanal 16 mit dem Auspuffkanal 17 in Verbindung. Die Kanäle 16 sind zweckmässig länglich im Querschnitt (Fig. 2) ausgebildet. Über jedem Zylinder ist ein Einlassventil 18 vorgesehen, welches hängend angeordnet ist und auf der unteren Seite des Zylinderkopfes ruht. Ein Einlasskanal 20 verläuft in Längsrichtung durch den abnehmbaren Zylinderkopf und bildet kreisrunde Zwischenräume 21 um jedes Einlassventil 18.
Der Teil 4 (Fig. I) des Kanals 20 ist nach abwärts geneigt.
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Die Zündkerzen 23 sind unmittelbar über den einzelnen Zylindern angebracht Das Einlassventil wird durch einen Schwinghebel 24, eine Feder 25 und Schubstange 26 betätigt. Der Hebel 24 ist an einem Konsol 27 gelagert. Das Ganze wird von einem Gehäuse 28 eingeschlossen. Der Wasserauslasskanal C ist mit Abzweigungen 29 ausgebildet, deren jede so nahe als möglich über den einzelnen Auspuffventilen 15 angeordnet ist.
Die Anordung der den Kühlmantel der Maschine mit dem Raum in dem abnehmbaren Zylinderkopf verbindenden Wasserlöcher ist sehr wichtig und soll nachstehend beschrieben werden. Da die Anordnung der Wasserlöcher auf jeder Seite im wesentlichen gleich ist, sollen die nur auf einer Seite vorgesehenen Löcher beschrieben werden. Von diesen Wasser-
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und 33 neben dem. Zylinder 11. Diese Wasserlöcher stehen je nach Lage des Falles mit entsprechenden im Zylindermantel oder in dem lösbaren Zylinderkopf vorgesehenen Wasserlöchern in Verbindung. Ein weiteres Wasserloch 34 ist zwischen den beiden Zylindern 10 und 11 vorgesehen, während ein Wasserloch 35 in entsprechender Lage auf der anderen Seite des Zylinders 11 angeordnet ist.
Weitere Wasserlöcher 36,37 und 38 sind auf den Seiten der Zylinder 10 und 11'angebracht, während Wasserlöcher 40, 41, 42 von grösserem Durchmesser zwischen dem Auspuffventil 14 und der Zylinderwand liegen. Löcher 44 und 45 von geringem Durchmesser sind zwischen den Wasserlöchern 40 und 41 bzw. 42 und 43 vorgesehen.
Die Abmessungen der verschiedenen Wasserlöcher werden durch die Menge der erforderlichen Kühlflüssigkeit bestimmt. Der Gesamtdurchmesser der den Kühlmantel mit dem Wasserraum in dem Zylinderkopf verbindenden. Wasserlöcher ist im wesentlichen gleich dem Querschnitt des Wasserauslasskanals C oder dem gesamten Querschnitte der Auslassabzweigröhren 29.
Ein Rohr 46 ist in dem Kühlmantel des Zylinders zwischen den beiden Zylindern 10 und 11 zu dem Zwecke eingeschaltet, um das Wasser bei seinem Eintritt aus der Speiseleitung D weiter zu leiten. Dieses Rohr 46 ist zweckmässig in Querschnitt wie in Fig. 2 angedeutet ausgebildet und besitzt auf der oberen Seite eine Öffnung 47, durch die ein Teil des durch das Rohr eintretenden Wassers abläuft. Das Rohr 46 hat die Aufgabe, den Wasserfluss in den Zylindermantel zu verteilen. Die Grösse der einzelnen Wasserlöcher ist genau bemessen, so dass der Wasserfluss in bezug auf die einzelnen Teile der Maschine so verteilt wird, dass eine vollkommene Kühlung bei möglichst schnellem Umlauf erzielt wird.
Im allgemeinen beschreibt das Wasser die folgende Bahn : Es tritt durch das Einlassrohr D und wird in Längsrichtung durch das Zylindergehäuse verteilt. Ein Teil der Flüssigkeit fliesst durch die Wasserlöcher 40 und 41 nach aufwärts in die Rohrverbindungen 29 des Wasserauslasskanals C. Ein anderer Teil des Wassers steigt auf der Seite der Zylinder, die von, den Auspuffventilen am weitesten entfernt ist, nach aufwärts und entweicht durch die Löcher 30, 31, 32,33, 84, 35 in den Zylinderkopf, Das auf der den Auslassventilen entfernten Seite befindliche Wasser entweicht durch die Rohrverbindung 29 und muss um die Einlassventile M und dann quer durch den Teil a (Fig. I) der Wand des Zylinderkopfes, der unmittelbar über den Ventiltaschen 14 und den Auspuffventilen 15 liegt, fliessen.
Da diese Teile die höchste Temperatur besitzen, wird das Wasser, sobald es damit in Berührung kommt, plötzlich erwärmt, wobei es heftig nach aufwärts steigt, Der Auslasskanal 29 ist so nahe als möglich über den Auspuffventilen angeordnet und die von der Mittellinie der Auspuffventile 15 zur Linken (Fig. i) gewählte Lage ist deshalb vorteilhaft, weil dadurch die Kühlflüssigkeit die Ventiltaschen durchquert, bevor sie durch die Rohrverbindungen 29 des Auslasskanals C entweicht, Wenn sich bei Fliessen des Wassers über den Ventiltaschen Dampf bilden sollte, so würde sich dieser nicht ansammeln.
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Device for cooling internal combustion engines.
The invention relates to combustion engines that are equipped with so-called thermal siphon cooling. The exhaust valves are arranged in pockets brought close to the cylinders, while the intake valves are arranged in reverse in the detachable cylinder head immediately above the cylinders. The essence of the invention consists in the arrangement of a water jacket for the machine in such a way that the above-mentioned parts are evenly cooled with an even flow of water through the individual cooling spaces.
Known cooling systems have the disadvantage. that the water comes to a boil and the steam generated thereby accumulates in different parts of the cooling system until a pressure is created that is strong enough to overcome the resistance of the flowing water, so that the steam and the water are violently discharged to the outside .
This results in an uneven flow of water through the cooling system, which manifests itself in the imperfect and inadequate cooling of certain parts of the machine and causes the water to ignite and boil too early, resulting in a loss of water in the cooling system.
These disadvantages are eliminated in the machine according to the invention in that the cooling liquid is first brought into contact with the cooler parts of the machine and from there is fed to the more heated parts. Here, the parts through which the cooling liquid finally flows on its way to the outlet channel are arranged directly above the mostly heated parts of the cylinder jacket, so that the cooling liquid. when heated to its maximum temperature, rises upwards and escapes into the outlet duct.
The space above the exhaust valve has the highest heating temperature. For this reason, the openings leading to the water outlet duct are arranged in the vicinity of the exhaust valves so that the coolant is directed around the spark plug and the intake valves before it is directed to the. Exhaust valves. This is how the
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an accumulation of the steam over the Atispuff valve and thus the impetuous outflow of the water avoided
In the drawings, FIG. 1 illustrates a cross section of the cylinder with a detachable cylinder head and water outlet channel of an internal combustion engine according to the invention along line 1-1 of FIG. 2, FIG. 2 shows a section along line 2-: 2 of FIGS g is a partially sectioned plan view.
In the drawings, A is the cylinder, B is the detachable cylinder head, C is the water outlet duct and D is the water inlet. Each of the existing cylinders 10, 11, 12 and 13 is equipped with a combustion chamber 14. An exhaust valve 15 is arranged in each combustion chamber 14. Each combustion chamber communicates with the exhaust duct 17 through a duct 16. The channels 16 are expediently elongated in cross section (FIG. 2). An intake valve 18 is provided above each cylinder, which is arranged in a suspended manner and rests on the lower side of the cylinder head. An intake port 20 runs longitudinally through the removable cylinder head and forms circular spaces 21 around each intake valve 18.
The part 4 (Fig. I) of the channel 20 is inclined downward.
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The spark plugs 23 are mounted directly above the individual cylinders. The inlet valve is actuated by a rocker arm 24, a spring 25 and a push rod 26. The lever 24 is mounted on a bracket 27. The whole is enclosed by a housing 28. The water outlet channel C is formed with branches 29, each of which is arranged as close as possible above the individual exhaust valves 15.
The location of the water holes connecting the cooling jacket of the engine to the space in the removable cylinder head is very important and will be described below. Since the arrangement of the water holes is essentially the same on each side, the holes provided on only one side will be described. Of these water
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and 33 next to the. Cylinder 11. Depending on the situation, these water holes are connected to corresponding water holes provided in the cylinder jacket or in the detachable cylinder head. Another water hole 34 is provided between the two cylinders 10 and 11, while a water hole 35 is arranged in a corresponding position on the other side of the cylinder 11.
Further water holes 36, 37 and 38 are provided on the sides of the cylinders 10 and 11 ', while water holes 40, 41, 42 of larger diameter are located between the exhaust valve 14 and the cylinder wall. Small diameter holes 44 and 45 are provided between the water holes 40 and 41 and 42 and 43, respectively.
The dimensions of the various water holes are determined by the amount of cooling liquid required. The total diameter of the connecting the cooling jacket with the water space in the cylinder head. Water holes is substantially equal to the cross section of the water outlet channel C or the entire cross section of the outlet branch pipes 29.
A pipe 46 is connected in the cooling jacket of the cylinder between the two cylinders 10 and 11 for the purpose of conveying the water on from the feed line D as it enters. This tube 46 is expediently designed in cross section as indicated in FIG. 2 and has an opening 47 on the upper side through which part of the water entering through the tube runs off. The pipe 46 has the task of distributing the flow of water into the cylinder jacket. The size of the individual water holes is precisely measured so that the water flow is distributed in relation to the individual parts of the machine in such a way that complete cooling is achieved with the fastest possible circulation.
In general, the water describes the following path: It passes through the inlet pipe D and is distributed longitudinally through the cylinder housing. Part of the liquid flows up through the water holes 40 and 41 into the pipe connections 29 of the water outlet channel C. Another part of the water rises up on the side of the cylinders farthest from the exhaust valves and escapes through the holes 30, 31, 32,33, 84, 35 in the cylinder head, the water located on the side remote from the exhaust valves escapes through the pipe connection 29 and must around the intake valves M and then across part a (Fig. I) of the wall of the Cylinder head, which is located directly above the valve pockets 14 and the exhaust valves 15, flow.
Since these parts have the highest temperature, the water is suddenly heated as soon as it comes into contact with it, rising violently upwards. The outlet channel 29 is arranged as close as possible above the exhaust valves and that of the center line of the exhaust valves 15 to The position selected on the left (Fig. I) is advantageous because it allows the cooling liquid to pass through the valve pockets before it escapes through the pipe connections 29 of the outlet channel C. If steam were to form when the water flows over the valve pockets, it would not accumulate .